摘要：在知识迭代与创新人才培养需求下，批判性思维作为科学教育核心素养的重要性日益凸显。本文基于《德尔菲报告》对批判性思维的二元界定（倾向与技能），剖析其在科学教育中应对知识迭代、契合探究本质、培育科学思维及塑造科学态度的多维价值。针对当前中小学科学教育中课程编排碎片化、教学方法滞后、教师素养结构性缺失及评价体系片面化等困境，提出技术赋能智能教学、深化跨学科项目式学习、强化教师思维示范角色及构建多维度动态评价体系等策略，旨在通过教育要素系统性变革，推动批判性思维从认知技能转化为学习者的思维品格，为拔尖创新人才培养奠定思维基础。

关键词：基础教育  科学教育  批判性思维

批判性思维被视为2025年教育的一项计划成就（国际教育未来委员会，2021年）[1]。与此相呼应，教育部在2022年发布的《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》中明确指出，要深化教学改革，特别注重培养学生的核心素养，同时包括了培养学生的批判性思维能力[2]。因此，为了建设创新国家，满足国家对创新人才的需求，培育批判性思维的主动探究、开放理性的精神态度，以及研究性学习、批判性阅读和写作的能力是所有在线教育工作者的一项使命。

一、批判性思维及对科学教育的价值

（一）批判性思维概念

众多研究者指出，批判性思维的定义纷繁复杂，存在诸多相互矛盾之处，这是因为批判性思维存在多元认知视角。哲学视角定义了思维的理想状态，教育视角则关注学生的实际表现，心理学视角则为两者搭建了桥梁。目前，较为认可的是《德尔菲报告》中对批判性思维定义，批判性思维由批判性思维倾向与批判性思维技能两部分构成[3]。前者体现在个体运用认知技能的意愿和态度，涵盖寻求真理、思想开放性、分析性、系统性、自信心、求知欲和认知成熟度；后者则属于高阶思维技能，涵盖对问题的解释、分析、评价、推论、说明和自我调节过程。

（二）对科学教育的价值体现

批判性思维作为一个多维认知过程，其核心要素（目的、问题、信息、概念、推论、假设、结果/意义、观念）构成的理论框架[4]与科学教育有天然契合之处。

1.应对知识迭代浪潮。科学教育的跨学科性适配真实问题复杂性，需学生在多学科知识中对比甄别、质疑定论、分析矛盾，催生新问题。批判性思维作为高级思维形态，有两大核心特征：为质疑挑战普遍结论、通过建设性论证作出判断[5]。

2.契合科学探究本质。科学探究本质是"基于证据的质疑求证"，其过程内嵌批判性思维训练机制。作为拔尖创新人才核心素养，批判性思维能促进知识创新与问题解构，推动科学决策与职业发展，落实人才战略[6]。

3.构建逻辑推演框架。科学思维的逻辑性与批判性提供问题解构工具，归纳演绎、模型分析、类比反思等是其具体范式。教师需营造支持性环境，引导学生通过导问、反问和追问策略[7]，鼓励学生质疑理论，搭建“问题识别—论证建构”阶梯，掌握结构化分析策略。

4涵养质疑批判品格。科学态度以求真、质疑、理性为核心，构成批判性思维的内在驱动力。其赋予学生筛选整合信息能力，助其在信息洪流中辨真伪、抓本质，筑牢思维发展的精神根基。

三、中小学科学教育中批判性思维培养的现状审视

培育学生的批判性思维这一过程受多维度因素交织影响，深入探究这些维度，对提升学生批判性思维能力、优化科学教育成效而言，是不可或缺的重要环节。

（一）课程设置编排不合理

在科学课程中，课程结构往往缺乏培养批判性思维的连贯、递进性。常识说较重的物体下落得更快，你必须推动一个物体才能保持它的运动，但科学却不同意。科学是通过提出批判性问题挑战思维，但初级阶段的课程很少传授假设构建的方法，而这是批判性思维的关键组成部分。学生缺少从实验所产生的经验与事实出发，去进行猜想与假设（这两个批判性思维的基本原理）的机会，也难以运用数学方法展开逻辑分析和演绎，更无法通过实践检验与评价完成可靠性验证[8]。

（二）教学方法运用不得当

小组合作、探究式学习以及跨学科学习等以学生为中心的教学方法，经理论与实践证实，对学生批判性思维的培养具有显著促进作用[9]。但在置于现实的教学场景时，这些教学方法的适用范畴存在显著局限性。教学方法上无不还是习惯以泛化的“学习”知识为目标，而不是“开发”知识，更缺乏“创造”知识的信念与社会环境[10]，不利于批判性思维发展。此外，科学教育系统性与综合性强，面对复杂议题，多学科知识整合必不可少[11]。但在多学科知识整合的跨学科学习中科学课程界限划分相对严格，各学科之间缺乏行之有效的融合机制。

（三）教师素养有待提升

教师专业素养的结构性缺陷禁锢了批判性思维培育的脚步。在教育实践中，大部分教师对教与学的理解是知识传播模式而不是建构的模式。从学科知识层面看，部分教师对科学知识的理解拘泥于教材既定框架，缺乏对学科前沿动态及跨学科知识的深度把握。使得在教学中，难以引导学生从多元视角审视科学问题，无法为学生批判性思维的拓展提供丰富知识土壤。此外，教师作为学生学习道路上的关键引导者，倘若自身缺乏批判性思维，便无法为学生营造出鼓励质疑、激发创新的学习氛围。置身于沉闷、压抑的抑制性环境下，学生批判性思维能力的培养自然困难重重。

（四）评价体系不完善

科学教育的教学评价是基于学生和教师成长的[12]。从学生评价角度而言，标准化测试占据主导，评价过程缺乏对学生思维过程的动态跟踪，无法精准捕捉学生批判性思维发展的关键节点与问题所在。从教师评价角度而言，学校多以学生考试成绩、教学任务完成度等量化指标衡量教师教学成效，忽视了对教师在课堂中引导学生批判性思考的教学行为与策略运用的质性评估。这导致教师在教学实践中缺乏足够动力和专业指导去探索有助于培养学生批判性思维的教学方法，严重阻碍了科学教育中批判性思维培养目标的达成。

四、中小学科学教育中批判性思维培养的应对策略

为推动学生批判性思维的纵深演进，需采用多元综合策略，涵盖观念革新、技术赋能、教学法改进、重塑教师角色和完善教育评价等多方面。

（一）借助技术力量，推动智能教学

在科学教育领域，借助人工智能的AIED模型培育学生的批判性思维展现出巨大潜力，其涵盖了教学法、领域、学习者以及开放学习者模型四个部分[13]。教学法模型从理论层面给予支撑，将引导式发现学习、协作学习等多样化教学方法有机融合；领域模型则为学生搭建起科学知识的基础架构；学习者模型详细记录学生的学习历程、成绩表现、遭遇的挑战以及情感状态，助力精准洞察学生的个体特性；开放式学习分析模型通过学习过程的可视化呈现，有力促进师生间的互动交流与深度理解。四类模型依托教育生态系统形成协同机制，为批判性思维的系统化培养提供支撑框架。AIED模型根据学生的学习情况和风格提供个性化的学习方式，并通过机器学习实时反馈学生的思维差距，鼓励深度思考。此外，还可运用增强现实（AR）、虚拟现实（VR）技术创设科学风险决策模拟场景，学生在虚拟环境中扮演不同角色，通过协同决策以及对决策后果的评估，亲身感受科学决策过程中的复杂性与挑战性[14]。

（二）革新教学方法，激发思维潜力

在教学方法上，可基于问题链的深度学习模型，遵循科学知识的内在逻辑和认知发展的规律，逐步实现从基础层对科学概念和原理的初步理解，到逻辑层重在知识间的关联性与因果推理，帮助学生理清知识脉络，洞察科学理论的构建逻辑；再到价值层则从宏观视角切入，引导学生思考科学对社会、伦理及人类认知的深远影响，打破思维定式，以此帮助学生记忆理解、检索加工、提取应用，为开展有效思维活动创造合适的条件[15]。此外，科学教育与跨学科理念深度融合，尤其是项目式学习（STEM-PBL）模式的创新应用，对复杂的真实世界的问题或挑战进行项目化设计与实施，促进深层次学习和思维发展[16]。也可适时引入成熟的批判性思维模型，如Paul-Elder模型，向学生详细讲解模型的结构框架、应用原理与操作方法，帮助学生在具体的学习活动中掌握批判性思维的结构框架和应用方法。

（三）重塑教师角色，提升教学能力

钟启泉教授强调：“唯有批判性思维的教师，才谈得上培养批判性思维的学生[17]。”科学教育者应承担起思维示范者这一专业角色，运用“思维外显化”教学策略，从问题构建、梳理证据链直至验证结论，向学生展示科学思维的动态过程。也可将教育里的“不确定性”整合为“错误博物馆”，系统梳理、归类学习中常见的思维误区，像概念泛化、思维定势、片面归因等情况。同时，科学教师是科学教育发展的第一资源，高质量的科学教育需要一支高素质、专业化的科学教师队伍作支撑[18]，教师应不断深化对科学发展规律与哲学本质的理解，参加前沿教育研讨会，学习最新的教育方法与科研成果，提升教学引导能力，促进学生批判性思维的全面发展。

（四）完善教育评价，保障教学质量

教育评价价值取向主导教育发展走向，其生成依托于特定时期的社会政治、经济与文化制度，并隐性内嵌于教育实践，深刻影响实践路径[19]。对此，应构建涵盖学生自评、同伴互评、教师评价及专家评价的多维度评价体系，确保评价的全面性与客观性。并采用多元化的评价方式，包括实验操作考核、科研小论文撰写、小组项目展示及口头答辩等，以形成性评价贯穿教学全过程，实时收集学生学习数据，为个性化教学提供依据，全面评估学生的批判性思维、创新能力、团队协作能力及知识综合运用能力。此外，亦可借助人工智能与大数据分析技术，自动化、智能化评价学生的科学概念理解、实验设计、问题解决等方面的表现，为教师提供精准教学指导，确保批判性思维培养质量，推动学生科学素养的全面提升。

五、结论

在数字化程度日益加深的社会背景下，学习的性质和要求不断发展，学习知识不再局限于简单的提取和记忆，而是愈发强调知识构建、批判性思维和有根据的判断。科学研究中，思维模式决定着认知深度和创新高度。因此，我们应切实掌握批判性思维这一有力的工具，用它来剖析科学问题，做出精准判断，开展严谨的推理和论证。但培养良好的批判性思维并非一朝一夕，而是一个长期的系统工程。于科学教育而言，教育者应当积极创新教学方式，引导学生主动提问、踊跃参与讨论；学生自身也需积极投身其中，并不断进行反思。不仅如此，还需搭建起面向大众的科学平台，整合社会各界的实践资源。唯有各方齐心协力、持之以恒地努力，科学教育中的批判性思维才能得以蓬勃发展。

参考文献

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作者简介：李倩（2001—2），女，汉族，驻马店市，学生，硕士，研究方向：科学教育。